許鐵強(qiáng) 杜芳芳 施成超 徐佳麗 / 紹興柯橋排水有限公司

老泵站技術(shù)改造水泵控制閥實(shí)踐探索

許鐵強(qiáng) 杜芳芳 施成超 徐佳麗 / 紹興柯橋排水有限公司

泵站建成投入使用時(shí)間越長，越容易出現(xiàn)問題。老泵站改造有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義,尤其是對泵站控制閥的選擇。多功能水泵控制閥的合理選擇和應(yīng)用，有助于解決現(xiàn)存問題，減輕作業(yè)強(qiáng)度，利于老泵站改造運(yùn)行。

老泵站；技術(shù)改造；水泵控制閥

引言

紹興柯橋有許多建成已久的泵站，排水能力已不能滿足現(xiàn)階段需求，主要源于以下三方面：

（1）設(shè)備陳舊老化

有些泵站設(shè)備年代久遠(yuǎn)，泵機(jī)后端的水力調(diào)節(jié)閥等不能正常使用，靠兩頭的手閥進(jìn)行操作，經(jīng)常需要更換；同時(shí)，泵機(jī)也亟待保養(yǎng)和維修。另外，部分電氣柜內(nèi)的元器配件也需要更新、改造。

（2）網(wǎng)絡(luò)、通訊協(xié)議分歧

有些泵站雖有恒壓變頻操控體系，但供貨廠家多，種類繁雜：有西門子S7-200的PLC做成恒壓變頻操控體系；有國產(chǎn)操控器和觸摸屏做成恒壓操控體系；有變頻器直接做成恒壓變頻操控體系。同時(shí)，通訊系統(tǒng)也五花八門：有經(jīng)過串口RS232通訊；有經(jīng)過RS485通訊；有經(jīng)過Profibus通訊。

（3）調(diào)度員操作技能和問題判別力低

無人值守的泵站自控體系由調(diào)度指揮中心調(diào)度員進(jìn)行操作。由于調(diào)度員自身技能欠缺，當(dāng)出現(xiàn)問題，調(diào)度員無法及時(shí)對體系問題進(jìn)行準(zhǔn)確判別，致使體系恢復(fù)延遲。

1.泵站現(xiàn)狀

老泵站的離心泵出口均裝有手動(dòng)閘閥和止回閥，通過控制操作滿足水泵輕載啟動(dòng)的要求，停泵后防止水倒流，并消除水錘對機(jī)組的影響。在水泵啟停過程中，手動(dòng)閘閥依靠人工操作，啟閉時(shí)間長，工作量大，由于啟閉頻繁，法蘭經(jīng)常漏水。在突然斷電停泵時(shí)，由于原止回閥沒有緩閉功能，逆止閥板快速關(guān)閉，對水錘的沖擊較大，且止回閥經(jīng)常出現(xiàn)故障。這是老泵站普遍存在的問題，過去常將手動(dòng)閘閥安裝電動(dòng)機(jī)構(gòu)，或直接改為電動(dòng)閘閥，將原有的止回閥更換為緩閉止回閥。這種方法對于泵站的安全、穩(wěn)定運(yùn)行還存在不足：

①無法解決因突然停電、電動(dòng)控制閥不及時(shí)關(guān)閉，輸水管路中水倒流對水泵出水管路造成的沖擊；止回閥關(guān)閉不嚴(yán)水倒流造成水泵葉輪反轉(zhuǎn)；

②由于電動(dòng)機(jī)構(gòu)的增加，操作頻繁，故障點(diǎn)增多；

③由于泵站改造時(shí)附屬管路系統(tǒng)擴(kuò)徑，無法解決管道及閥門的合理布置問題。

2.閥門選擇

合理選擇水泵機(jī)組、附屬管道閥門,不僅能有效解決泵站遺留及改造過程中的問題，提高泵站運(yùn)行的安全可靠性，而且能降低員工勞動(dòng)強(qiáng)度與誤操率，優(yōu)化泵房內(nèi)管道布局，改善工作環(huán)境。

2.1 多功能水泵控制閥簡介

泵站選用的SJDH745X多功能水泵控制閥，是一種新型水力自控閥門，無需人工或電力驅(qū)動(dòng)。在水泵啟停過程中，自動(dòng)緩開緩閉，滿足電機(jī)輕載啟動(dòng)，防止輸水管路中介質(zhì)倒流，減小對水錘沖擊，改造中還可以替換水泵出口控制閘閥和止回閥。

2.1.1 結(jié)構(gòu)組成。

多功能水泵控制閥分為主閥和外裝附件兩部分。主閥由閥體、主閥板、緩閉閥板、壓板及膜片、閥桿等部件組成。外裝附件由安裝在閥門隔膜室與閥門進(jìn)、出水管上的兩根連接管路組成，連接管上裝設(shè)過濾器和控制閥。通過調(diào)整外裝附件連接管路上的控制閥，可以控制閥板的啟閉時(shí)間，達(dá)到自動(dòng)控制閥門緩開緩閉的目的，見圖1：

圖1 多功能水泵控制閥構(gòu)造圖

2.1.2 工作原理。

多功能水泵控制閥是利用液壓雙腔膜片控制器，控制主閥板和緩閉閥板輕柔緩慢啟閉動(dòng)作。水泵啟動(dòng)前，主閥板在自重和彈簧的作用下，處于關(guān)閉狀態(tài)，緩閉閥板由于閥后的壓力，水進(jìn)入膜片控制器上腔，產(chǎn)生向下壓力，也處于關(guān)閉狀態(tài)，此時(shí)閥門關(guān)閉。水泵啟動(dòng)后，隨著泵口出水壓力的不斷增加，進(jìn)入控制閥的壓力水一部分經(jīng)過主通道向上推動(dòng)主閥板，主閥板逐漸開啟，另一部分壓力水通過外裝附件連接管上的控制閥和過濾器進(jìn)入膜片控制器下腔，推動(dòng)膜片向上運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)緩閉閥板緩慢開啟，完成多功能控制閥的整個(gè)緩開過程，保證了水泵的輕載啟動(dòng)。多功能水泵控制閥主要性能參數(shù)見表1:

表1 多功能水泵控制閥主要性能參數(shù)

2.2 三偏心硬質(zhì)密封蝶閥簡介

泵站改造后水泵多功能控制閥后端出水管道及水泵進(jìn)水管道檢修閥門采用D343H三偏心硬質(zhì)密封蝶閥。該閥采用三偏心密封結(jié)構(gòu)，即轉(zhuǎn)軸中心與閥板密封面和閥體中心線、密封面中心與流道中心線均設(shè)計(jì)為偏心，見圖2：

圖2 三偏心硬質(zhì)密封蝶閥構(gòu)造圖

三偏心硬質(zhì)密封蝶閥主要性能參數(shù)見表2：

表2 三偏心硬質(zhì)密封蝶閥主要性能參數(shù)

3.閥門應(yīng)用

3.1 閥門的選用

多功能水泵控制閥和三偏心硬質(zhì)密封蝶閥的選用都非常簡單，只要根據(jù)水泵機(jī)組附屬管路的工作壓力和口徑選用即可。

3.2 閥門的安裝

由于多功能水泵控制閥結(jié)構(gòu)簡單，閥門口徑DN500以下的安裝長度與緩閉止回閥的安裝長度相同。在不增加或改變原有設(shè)計(jì)情況下，只要將原設(shè)計(jì)止回閥位置換成多功能水泵控制閥即可，并按照閥體上標(biāo)明的上下、前后流體方向，安裝在水平管道上。由于采用了三偏心結(jié)構(gòu)，蝶閥為雙向密封，即可在任意方向安裝，不受流向和安裝位置的限制，泵站管路系統(tǒng)閥門安裝如圖3所示：

圖3 泵站閥門安裝示意圖

3.3 運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

錢一泵站使用改造后的各類控制閥，至今已運(yùn)行四個(gè)月時(shí)間，由于蝶閥基本在檢修時(shí)使用，偶爾在水泵出口用作流量調(diào)節(jié)閥使用，開關(guān)次數(shù)很少。在此只統(tǒng)計(jì)多功能水泵控制閥的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)?？刂崎y使用時(shí)間和開、停次數(shù)累計(jì)如表3：

表3 控制閥累計(jì)使用時(shí)間和開、停次數(shù)

控制閥的自動(dòng)開啟、關(guān)閉時(shí)間如表4：

表4 控制閥的自動(dòng)開啟、關(guān)閉時(shí)間

控制閥運(yùn)行時(shí)閥前和閥后的壓差如表5：

表5 控制閥運(yùn)行時(shí)閥前和閥后的壓差

4.結(jié)論

SJDH745X型多功能水泵控制閥是一種集閘閥、止回閥、水錘消除器于一體的高效水力自控閥；利用蝶閥小巧的特點(diǎn)，代替閘閥作為檢修閥，既節(jié)省了安裝空間，又能在老泵站改造中合理的布置管道及設(shè)備。兩種閥門的應(yīng)用徹底解決了泵站所存在的問題，效果顯著，為后期泵站實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制創(chuàng)造了有利條件，并節(jié)省資金。

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